Thermographie bei metallischen Werkstoffen

Im Bereich der oberflächennahen Prüfung von metallischen Bauteilen stellt die aktive Thermographie eine interessante Alternative zu bereits etablierten Verfahren, wie Wirbelstrom-, Magnetpulver- und Farbeindringprüfung dar. Sie kommt ohne Verbrauchsmittel aus und ist auch für komplexere Geometrien einfach zu Automatisieren. Hierbei können unterschiedliche Anregungsquellen zum Einsatz kommen. Typischerweise sind dies die Induktion und unterschalleingekoppelte mechanische Schwingungen. Diese bewirken bei metallischen Werkstoffen eine Temperaturerhöhung direkt am Defekt und wirken somit defekt-selektiv, wodurch eine einfache Detektion gewährleistet ist.

Prinzip der induktiven Anregung

Prinzip der Ultraschall-Anregung

Beispiel EU-gefördertes Projekt »Trainwheels«

Die Sicherheit im Eisenbahn-Verkehr ist in den letzten Jahren wieder verstärkt in den Fokus der Forschung im Bereich Prüfsysteme und Qualitätssicherung gerückt. Die bislang eingesetzten Systeme zur Erkennung von Defekten, wie beispielsweise Risse in der Radlauffläche, die Wirbelstromprüfung oder Magnetpulverprüfung sind nicht automatisierbar und aufwendig in der Durchführung. Die Einführung der Induktions-Thermographie in diesen Bereich könnte zum einen die Detektionswarscheinlichkeit erhöhen und würde zum anderen die Automatisierung der Prüfung ermöglichen. Sie bedient sich elektro-magnetisch induzierter Felder, welche in den zu untersuchenden Objekten Wirbelströme induziert. Befinden sich Defekte in diesem Objekt, wird der Stromfluss gestört und die Stromflussdichte erhöht. Diese Erhöhung hat eine lokale Erwärmung an der Defektstelle zur Folge, welche durch die Thermographie detektiert werden kann. Ziel ist es, das Verfahren als Standard neben der Ultraschalluntersuchung, welche nur Defekte unter der Oberfläche detektieren kann, für Oberflächendefekte zu etablieren.

Prüfung eines Eisenbahnrades

Beispiele:

  • Radprüfung im Schienenverkehr
  • Prüfung von Schmiede- und Gussteilen
  • Prüfung von Zahnflanken
  • Prüfung von Schweißnähten